JP2001156289A - Manufacturing method of insulated gate semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of insulated gate semiconductor deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性を低下させることなく、MOSトラン
ジスタのような絶縁ゲート型の半導体装置におけるソー
ス/ドレイン領域をより浅くする製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の製造方法は、半導体基板10の
活性領域上にゲート絶縁膜12を介してゲート電極13
を形成する工程と、上記半導体基板上に絶縁層14を形
成する工程と、上記絶縁層14を介して上記半導体基板
の所定の領域に不純物15を注入する工程と、上記絶縁
層14をエッチングして上記ゲート電極13の側壁に側
壁スペーサ17を形成する工程と、熱処理により上記注
入した不純物を拡散してソース及びドレイン領域20を
形成する工程とを有する。この絶縁層14を介した注入
によって、高い注入エネルギーによるイオン注入に拘わ
らず、不純物のシリコン基板への注入飛程を小さくする
ことが可能となる。
(57) Abstract: Provided is a manufacturing method for making a source / drain region shallower in an insulated gate semiconductor device such as a MOS transistor without lowering productivity. SOLUTION: The manufacturing method according to the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Forming an insulating layer 14 on the semiconductor substrate, implanting an impurity 15 into a predetermined region of the semiconductor substrate via the insulating layer 14, etching the insulating layer 14 Forming a side wall spacer 17 on the side wall of the gate electrode 13 and a step of forming the source and drain regions 20 by diffusing the implanted impurities by heat treatment. The implantation through the insulating layer 14 makes it possible to reduce the range of impurity implantation into the silicon substrate regardless of ion implantation with high implantation energy.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁ゲート型半導
体装置の製造方法に関し、特にPMOSFET(P type
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
におけるソース/ドレイン領域の形成に適した半導体装
置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an insulated gate semiconductor device, and more particularly to a PMOSFET (P type).
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device suitable for forming source / drain regions.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子機器の小型化・高性能化は、これに
搭載する半導体装置のより一層の高集積化・高性能化を
要求している。これまでにもこの要求に応える多数の技
術が開発され、実用化されている。MOSトランジスタ
におけるこのような要求に応える技術としては、ゲート
チャネル幅の縮小、ゲート酸化膜の薄膜化の技術と並ん
で、ソース/ドレイン領域をより浅く形成する技術が極
めて重要である。2. Description of the Related Art The miniaturization and high performance of electronic devices require higher integration and higher performance of semiconductor devices mounted thereon. Many technologies have been developed and put into practical use to meet this demand. As a technique for meeting such a demand in a MOS transistor, a technique for forming a source / drain region to be shallower is extremely important, along with a technique for reducing a gate channel width and a technique for thinning a gate oxide film.
【0003】ソース/ドレイン領域をより浅く形成する
技術は、PMOSトランジスタの製造においてより重要
である。なぜならば、PMOSトランジスタにおいてソ
ース/ドレイン領域を形成するためにその不純物として
広く用いられているホウ素(B11)は、NMOSトランジ
スタにおいて用いられている砒素(As)やリン(P)に比し
て、拡散係数が大きいので、ソース/ドレイン領域を浅
くすることが比較的困難であるためである。[0003] Techniques for forming shallower source / drain regions are more important in the manufacture of PMOS transistors. The reason is that boron (B11), which is widely used as an impurity for forming source / drain regions in a PMOS transistor, is smaller than arsenic (As) and phosphorus (P) used in an NMOS transistor. This is because it is relatively difficult to make the source / drain regions shallow because of the large diffusion coefficient.
【0004】PMOSトランジスタの製造において、ソ
ース/ドレイン領域を浅くするための一般的な方法は、
B+イオン打ち込みの際の注入エネルギーを小さくするこ
とである。10KeV又はそれ以下の注入エネルギー(一般的
な注入エネルギーの半分以下)によってイオン打ち込み
を行うことによって、シリコン基板へのイオンの到達距
離、すなわち注入飛程が小さくなり、延いては後の熱処
理による拡散の領域が浅くなる。しかしながら、この方
法はトランジスタの生産性の点で問題がある。すなわ
ち、B+イオンに与えられる注入エネルギーを小さくする
と、注入時のビーム電流が低下し、ソース/ドレイン領
域が目的のイオン濃度に達するまでの経過時間がより長
く掛かり、該工程に必要な時間が拡大する。図4にB+イ
オン注入における注入エネルギーと2×1015/cm2のドー
ズ量を注入する際の注入時間との関係を示す。図から明
らかなように、注入エネルギーが低くなるにつれて注入
時間が長くなる。これは、注入エネルギーが低くなる
と、注入装置のビーム効率が低下し、イオン化されるホ
ウ素が少なくなることに起因する。[0004] In the fabrication of PMOS transistors, a common method for making the source / drain regions shallow is:
The purpose is to reduce the implantation energy during B + ion implantation. By performing ion implantation with an implantation energy of 10 KeV or less (less than half of the general implantation energy), the reach of the ions to the silicon substrate, that is, the implantation range is reduced, and the diffusion by the subsequent heat treatment is extended. Area becomes shallower. However, this method has a problem in terms of transistor productivity. That is, when the implantation energy applied to the B + ions is reduced, the beam current at the time of implantation decreases, and the time required for the source / drain regions to reach the target ion concentration becomes longer, and the time required for the process increases. I do. FIG. 4 shows the relationship between the implantation energy in B + ion implantation and the implantation time when implanting a dose of 2 × 10 15 / cm 2 . As is clear from the figure, the implantation time becomes longer as the implantation energy becomes lower. This is due to the fact that as the implantation energy decreases, the beam efficiency of the implanter decreases and less boron is ionized.
【0005】また、従来の生産効率を維持しつつ、ソー
ス/ドレイン領域を浅くするための方法として、B+イオ
ンに代えて、フッ化ホウ素(BF2)イオンを注入イオンと
して用いる方法がある。BF2+イオンは、B+イオンと比較
してその質量数が大きいため、シリコン基板への注入飛
程が小さくなる。すなわち、B+イオン注入の場合と同等
の深さ方向におけるイオン分布を、BF2+イオン注入で達
成しようとする場合、その注入エネルギーをより高くす
ることができ、結果、イオン注入に必要な時間を短くす
ることができる。しかしながら、注入イオンとしてBF2+
イオンを用いた場合、これに含まれるフッ素(F)が、ホ
ウ素(B)によるゲート酸化膜の「突き抜け」を増速させ
るという問題がある。すなわち、P+ポリシリコン中のホ
ウ素が、後工程の熱処理によってゲート酸化膜を突き抜
け、シリコン基板に拡散してしまうという現象が生じ
る。この現象は、MOSトランジスタのしきい値電圧を
著しく変動させる。As a conventional method for keeping the production efficiency low while making the source / drain regions shallow, there is a method using boron fluoride (BF2) ions as implanted ions instead of B + ions. Since the mass number of BF 2 + ions is larger than that of B + ions, the range of implantation into the silicon substrate is reduced. That is, when trying to achieve ion distribution in the depth direction equivalent to that of B + ion implantation by BF 2 + ion implantation, the implantation energy can be made higher, and as a result, the time required for ion implantation is reduced. Can be shorter. However, BF 2 +
When ions are used, there is a problem that fluorine (F) contained therein accelerates the “penetration” of the gate oxide film by boron (B). That is, a phenomenon occurs in which boron in the P + polysilicon penetrates the gate oxide film by the heat treatment in a later step and diffuses into the silicon substrate. This phenomenon significantly changes the threshold voltage of the MOS transistor.
【0006】ソース/ドレイン領域を浅くするための他
の方法として、B+イオンの注入に先立って、その注入領
域をアモルファス化し、イオンの注入飛程を小さくする
方法がある。注入領域のアモルファス化は、シリコン(S
i)やゲルマニウム(Ge)を該領域に打ち込むことによって
達成される。しかしながら、この方法によれば、B+イオ
ンの注入に先立って、シリコン(Si)やゲルマニウム(Ge)
を注入するための工程が追加される。製造工程の追加
は、結局、MOSトランジスタの生産性の低下を助長す
る。また、ソース/ドレイン領域への追加の原子の注入
は、その結晶性を著しく低下させ、結晶欠陥を誘発する
可能性を増大させる。As another method for making the source / drain regions shallow, there is a method in which the implantation region is made amorphous to reduce the ion implantation range prior to B + ion implantation. The implantation region is made amorphous by silicon (S
This is achieved by implanting i) or germanium (Ge) into the region. However, according to this method, silicon (Si) or germanium (Ge) is implanted before B + ion implantation.
Is added. The addition of the manufacturing process eventually leads to a decrease in the productivity of the MOS transistor. Also, the implantation of additional atoms into the source / drain regions significantly reduces their crystallinity and increases the potential for inducing crystal defects.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、その生産性を低下させることなく、MOSトランジ
スタのような絶縁ゲート型の半導体装置におけるソース
/ドレイン領域をより浅くする方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for making the source / drain regions shallower in an insulated gate type semiconductor device such as a MOS transistor without reducing the productivity. It is in.
【0008】本発明による絶縁ゲート型半導体装置の製
造方法は、注入イオンとしてBF+イオンを用いる必要も
なく、また注入領域をアモルファス化する必要もないの
で、上記これらの使用に起因する種々の問題を回避でき
る。The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to the present invention does not require the use of BF + ions as implanted ions and does not require the implanted region to be made amorphous. Can be avoided.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、MOSトラン
ジスタのような絶縁ゲート型半導体装置の製造方法に関
する。本発明においては、半導体基板の活性領域上にゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、上記
半導体基板上に絶縁層を形成する工程と、上記絶縁層を
介して上記半導体基板の所定の領域に不純物を注入する
工程と、上記絶縁層をエッチングして上記ゲート電極の
側壁に側壁スペーサを形成する工程と、熱処理により上
記注入した不純物を拡散してソース及びドレイン領域を
形成する工程とを有する。この絶縁層を介した注入によ
って、高い注入エネルギーによるイオン注入に拘わら
ず、不純物のシリコン基板への注入飛程を小さくするこ
とが可能となる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device such as a MOS transistor. In the present invention, a step of forming a gate electrode on an active region of a semiconductor substrate via a gate insulating film; a step of forming an insulating layer on the semiconductor substrate; Implanting impurities into the region, forming the sidewall spacers on the sidewalls of the gate electrode by etching the insulating layer, and forming source and drain regions by diffusing the implanted impurities by heat treatment. Having. The implantation through the insulating layer makes it possible to reduce the range of impurity implantation into the silicon substrate irrespective of ion implantation with high implantation energy.
【0010】この場合において、上記半導体基板上に形
成される絶縁層の厚さが、800〜1800オングストローム
の範囲にあることが好ましい。In this case, the thickness of the insulating layer formed on the semiconductor substrate is preferably in the range of 800 to 1800 angstroms.
【0011】また、この絶縁層の材質としては、酸化シ
リコン膜(SiO2)、又は窒化シリコン膜(Si3N4)を採用す
ることが好ましい。It is preferable that a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) be used as a material of the insulating layer.
【0012】好ましい実施の態様において、上記不純物
の打ち込みのための注入エネルギーは、25keV以上、上
記不純物を打ち込んだ領域の不純物濃度が、1×1018/cm
3〜1×1020/cm3であり、これは絶縁層の厚さ及び目的と
するソース/ドレイン領域の深さとの関係で決定され
る。In a preferred embodiment, the implantation energy for implanting the impurity is 25 keV or more, and the impurity concentration of the region where the impurity is implanted is 1 × 10 18 / cm 3.
3 to 1 × 10 20 / cm 3 , which is determined by the relationship between the thickness of the insulating layer and the desired depth of the source / drain region.
【0013】本発明は、また、上記ゲート電極を形成す
る工程の後に、低濃度のソース及びドレイン領域を形成
するために、上記半導体基板の所定の領域に、不純物を
打ち込む工程を更に備えて構成することができる。The present invention may further comprise a step of implanting an impurity into a predetermined region of the semiconductor substrate to form low-concentration source and drain regions after the step of forming the gate electrode. can do.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って説明する。図1(A)〜(E)に、本発明に従う
PMOSトランジスタの製造工程を示す。図1(A)に
示す製造工程において、フィールド酸化膜11を形成し
た後のn型シリコン基板10上に、ゲート絶縁膜12を
形成した後、当該ゲート絶縁膜12上に、例えば、2000
〜5000オングストロームのポリシリコンからなるゲート
電極13を所定のパターンに形成する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A to 1E show a process for manufacturing a PMOS transistor according to the present invention. In the manufacturing process shown in FIG. 1A, a gate insulating film 12 is formed on the n-type silicon substrate 10 after the field oxide film 11 has been formed, and then, for example, 2000
A gate electrode 13 made of polysilicon of about 5000 Å is formed in a predetermined pattern.
【0015】図1(B)に示す工程で、側壁スペーサ1
7(同図(D))を形成するための絶縁膜14がシリコン
基板10上に堆積される。絶縁膜14は、好適には800
〜1800オングストロームの厚さの酸化シリコン膜(SiO2)
又は窒化シリコン膜(Si3N4)である。絶縁膜14の厚さ
は、後のイオン注入におけるシリコン基板への深さ方向
におけるイオン分布(以下では、これを接合深さという
ことがある)を決定する上で重要である。ここで接合深
さが、絶縁膜14の厚さ及びイオン注入の注入エネルギ
ーによって概ね支配されることに留意すべきである。In the step shown in FIG.
An insulating film 14 for forming 7 (FIG. 2D) is deposited on the silicon substrate 10. The insulating film 14 is preferably 800
Silicon oxide film (SiO 2 ) with thickness of ~ 1800 angstroms
Alternatively, it is a silicon nitride film (Si 3 N 4 ). The thickness of the insulating film 14 is important in determining the ion distribution in the depth direction to the silicon substrate in the subsequent ion implantation (hereinafter, this may be referred to as the junction depth). Here, it should be noted that the junction depth is generally governed by the thickness of the insulating film 14 and the implantation energy of the ion implantation.
【0016】本発明に係るPMOSトランジスタの製造
方法は、側壁スペーサ17(同図(D))を形成するのに
先立って、図1(C)に示す工程で、不純物15を打ち
込み、n型シリコン基板10内にp+の領域16を形成す
る。すなわち、注入される不純物15は、絶縁膜14を
通ってシリコン基板10に到達される。ここで、不純物
15としては、ホウ素(B)を用いる。不純物15の打ち
込みは、該イオンが上記絶縁膜14を超えてシリコン基
板10に至る注入エネルギーで実施される必要がある。
25〜75keVの注入エネルギーで、1×1015/cm2〜1×1016/
cm2の間のドーズ量で施されることが好ましい。上記イ
オンの注入エネルギーは、絶縁膜14の厚さとの関係で
決定されるべきであるが、絶縁膜14の厚さを800オン
グストロームとした場合、イオンの注入エネルギーは25
〜50keV、1300オングストロームとした場合、イオンの
注入エネルギーは38〜60keV、厚さを1800オングストロ
ームとした場合、イオンの注入エネルギーは55〜75keV
の範囲とすることが好ましい。In the method for manufacturing a PMOS transistor according to the present invention, an impurity 15 is implanted in the step shown in FIG. A p + region 16 is formed in the substrate 10. That is, the implanted impurities 15 reach the silicon substrate 10 through the insulating film 14. Here, boron (B) is used as the impurity 15. The implantation of the impurity 15 needs to be performed with an implantation energy at which the ions pass through the insulating film 14 and reach the silicon substrate 10.
With an implantation energy of 25 to 75 keV, 1 × 10 15 / cm 2 to 1 × 10 16 /
Preferably, the dose is applied between cm 2 . The ion implantation energy should be determined in relation to the thickness of the insulating film 14, but when the thickness of the insulating film 14 is 800 Å, the ion implantation energy is 25
At ~ 50 keV and 1300 Å, the ion implantation energy is 38-60 keV, and when the thickness is 1800 Å, the ion implantation energy is 55-75 keV
It is preferable to be within the range.
【0017】ソース/ドレイン領域形成のためのイオン
注入が完了した後、図1(D)に示す工程で、上記絶縁
膜14がエッチングされ、側壁スペーサ17が形成され
る。一般的には、異方性ドライエッチングにより絶縁膜
14を全面に渡って均一にエッチングし、側壁スペーサ
17を残存する。After the ion implantation for forming the source / drain regions is completed, the insulating film 14 is etched to form the side wall spacers 17 in the step shown in FIG. Generally, the insulating film 14 is uniformly etched over the entire surface by anisotropic dry etching, and the sidewall spacer 17 remains.
【0018】図1(E)に示す工程において、熱処理に
より、領域16の活性化及び拡散が行われ、これによっ
てソース/ドレイン領域20が形成される。典型的に
は、800〜1100℃の温度範囲で60分以下の熱処理を実行
することにより、注入イオンの活性化及び拡散を促進す
る。上記熱処理によって、目的とする接合深さのソース
/ドレイン領域20が得られる。図1(E)に続く従来
からの典型的な工程で、硅りん酸ガラス(PSG)などの層
間絶縁膜を基板10上に形成し、ソース/ドレイン領域
への接続孔を加工する。そして、ここに配線となるアル
ミニウム(Al)等の金属層をPVD(Physical Vapor Depo
sition)法により堆積し、一連のプロセスが完了する。In the step shown in FIG. 1E, the heat treatment activates and diffuses the region 16, thereby forming the source / drain region 20. Typically, a heat treatment at a temperature in the range of 800 to 1100 ° C. for 60 minutes or less promotes activation and diffusion of implanted ions. By the heat treatment, the source / drain region 20 having the desired junction depth is obtained. 1E, an interlayer insulating film such as silicate glass (PSG) is formed on the substrate 10 and a connection hole to a source / drain region is formed. Then, a metal layer such as aluminum (Al) serving as a wiring is formed here by PVD (Physical Vapor Depo).
sition) method to complete a series of processes.
【0019】図2は、本発明の製造工程に従った、ソー
ス/ドレイン領域の接合深さとイオン注入エネルギーと
の関係を示すシミュレーション結果である。グラフに
は、側壁スペーサ形成のための膜厚の異なる3種類の絶
縁層(800、1300及び1800オングストローム)を用いた本
発明に従うシミュレーション結果が示されている。ま
た、比較のため側壁スペーサ形成後にイオン注入を行
う、従来の製造方法によるシミュレーション結果が示さ
れている。このグラフから、同じ接合深さのソース/ド
レイン領域を得るために、本発明の製造方法によれば、
従来方法に比較して、より高い注入エネルギーでイオン
注入を実施できることが明らかであろう。高い注入エネ
ルギーによるイオン注入は、より短い時間で完了し、半
導体装置の生産性を向上する。また、イオン注入に掛け
る現実的な所要時間で、接合深さをより浅くすることが
できるようになる。FIG. 2 is a simulation result showing the relationship between the junction depth of the source / drain regions and the ion implantation energy according to the manufacturing process of the present invention. The graph shows simulation results according to the present invention using three types of insulating layers (800, 1300, and 1800 angstroms) having different thicknesses for forming the sidewall spacer. In addition, for comparison, a simulation result by a conventional manufacturing method in which ion implantation is performed after forming a side wall spacer is shown. From this graph, according to the manufacturing method of the present invention, in order to obtain source / drain regions having the same junction depth,
It will be apparent that the ion implantation can be performed with a higher implantation energy than the conventional method. Ion implantation with high implantation energy is completed in a shorter time, and the productivity of the semiconductor device is improved. Further, the junction depth can be made shallower in a practically necessary time required for ion implantation.
【0020】本発明の製造方法は、LDD(Lightly Dop
ed Drain)構造、すなわち低濃度ドレイン構造の半導体
装置の製造工程に適用することもできる。図3(A)〜
(F)に、本発明に従うLDD構造のPMOSトランジ
スタの製造工程を示す。本製造工程において、図1に示
した製造工程と共通の工程に関する詳細については、先
の説明を参照されたい。The production method of the present invention uses an LDD (Lightly Dop
The present invention can also be applied to a manufacturing process of a semiconductor device having an ed drain structure, that is, a low concentration drain structure. FIG.
(F) shows a step of manufacturing the PMOS transistor having the LDD structure according to the present invention. For the details of steps common to the manufacturing steps shown in FIG. 1 in this manufacturing step, refer to the above description.
【0021】図3(A)に示す製造工程において、フィ
ールド酸化膜31を形成した後のn型シリコン基板30
上に、ゲート絶縁膜32を介してゲート電極33が形成
される。同図(B)において、低濃度のソース及びドレ
イン領域を形成するために、不純物41を打ち込み、n
型シリコン基板30内にp-の領域42を形成する。注入
される不純物41は、代表的にはホウ素(B)である。上
記イオン打ち込みは、5〜30keVの注入エネルギーで、1
×1012/cm2〜1×1015/cm2のドーズ量で施されることが
好ましい。In the manufacturing process shown in FIG. 3A, the n-type silicon substrate 30 after forming the field oxide film 31 is formed.
A gate electrode 33 is formed thereon via a gate insulating film 32. In FIG. 3B, an impurity 41 is implanted to form low-concentration source and drain regions.
A p- region 42 is formed in the mold silicon substrate 30. The impurity 41 to be implanted is typically boron (B). The above ion implantation is performed at an implantation energy of 5 to 30 keV,
It is preferable to apply at a dose of from × 10 12 / cm 2 to 1 × 10 15 / cm 2 .
【0022】図3(C)に示す工程で、側壁スペーサ3
7を形成するための絶縁膜34がシリコン基板30上に
堆積される。先の実施形態と同様に、側壁スペーサ37
を形成するのに先立って、図3(D)に示す工程で、不
純物35を打ち込み、n型シリコン基板30内にp+の領
域36を形成する。すなわち、注入される不純物35
は、絶縁膜34を通ってシリコン基板30に到達され
る。不純物35は、先に注入した不純物41と同じもの
が用いられる。このとき、後に側壁スペーサ37として
残される絶縁膜34の領域の直下には、該絶縁膜の領域
に遮られて、不純物35が到達することはない。従っ
て、シリコン基板30内に、p+及びp-の領域、すなわち
不純物濃度の異なる2つの領域36及び42が形成され
ることとなる。不純物35の打ち込みは、25〜75keVの
注入エネルギーで、1×10 15/cm2〜1×1016/cm2のドーズ
量で施されることが好ましい。In the step shown in FIG.
An insulating film 34 for forming 7 is formed on the silicon substrate 30.
Is deposited. As in the previous embodiment, the side wall spacer 37
Prior to the formation of, the steps shown in FIG.
A pure substance 35 is implanted, and a p + region is formed in the n-type silicon substrate 30.
An area 36 is formed. That is, the implanted impurity 35
Reaches the silicon substrate 30 through the insulating film 34.
You. The impurity 35 is the same as the impurity 41 previously implanted.
Is used. At this time, as a side wall spacer 37 later
Immediately below the remaining region of the insulating film 34, the region of the insulating film is
And the impurities 35 do not reach. Follow
Thus, in the silicon substrate 30, p + and p- regions,
Two regions 36 and 42 having different impurity concentrations are formed.
The Rukoto. The implantation of the impurity 35 is 25 to 75 keV.
At injection energy, 1 × 10 Fifteen/cmTwo~ 1 × 1016/cmTwoThe dose of
It is preferably applied in an amount.
【0023】ソース/ドレイン領域形成のためのイオン
注入が完了した後、図3(E)に示す工程で、上記絶縁
膜34がエッチングされ、側壁スペーサ37が形成され
る。一般的には、異方性ドライエッチングにより絶縁膜
34を全面に渡って均一にエッチングし、側壁スペーサ
37を残存する。図3(F)に示す工程において、熱処
理により、領域36及び42の活性化及び拡散が行わ
れ、これによってソース/ドレイン領域40及び43が
形成される。上記熱処理によって、目的とする接合深さ
のソース/ドレイン領域40が得られる。図3(F)に
続く従来からの典型的な工程で、硅りん酸ガラス(PSG)
などの層間絶縁膜を基板30上に形成し、ソース/ドレ
イン領域への接続孔を加工する。そして、ここに配線と
なるアルミニウム(Al)等の金属層をPVD法により堆積
し、一連のプロセスが完了する。After the ion implantation for forming the source / drain regions is completed, the insulating film 34 is etched to form the side wall spacers 37 in the step shown in FIG. Generally, the insulating film 34 is uniformly etched over the entire surface by anisotropic dry etching, and the sidewall spacers 37 remain. In the step shown in FIG. 3F, the heat treatment activates and diffuses the regions 36 and 42, thereby forming the source / drain regions 40 and 43. By the heat treatment, the source / drain region 40 having the desired junction depth is obtained. A typical process following the conventional process shown in FIG. 3 (F) is a silicate glass (PSG).
An interlayer insulating film such as is formed on the substrate 30 and a connection hole to the source / drain region is processed. Then, a metal layer such as aluminum (Al) serving as a wiring is deposited here by a PVD method, and a series of processes is completed.
【0024】以上、本発明の実施形態を図面に沿って説
明した。本発明の適用範囲が、上記実施形態において示
した事項に限定されないことは明らかである。本発明に
係る製造方法を、ソース/ドレイン領域の接合深さを浅
くするための他の方法と共に用いても良い。The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. Obviously, the scope of application of the present invention is not limited to the items shown in the above embodiment. The manufacturing method according to the present invention may be used together with another method for reducing the junction depth of the source / drain regions.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、その生産性
を低下させることなく、MOSトランジスタのような絶
縁ゲート型の半導体装置におけるソース/ドレイン領域
をより浅くすることが可能となる。As described above, according to the present invention, the source / drain regions in an insulated gate semiconductor device such as a MOS transistor can be made shallower without lowering the productivity.
【0026】本発明による絶縁ゲート型半導体装置の製
造方法は、注入イオンとしてBF+イオンを用いる必要も
なく、また注入領域をアモルファス化する必要もないの
で、上記これらの使用に起因する種々の問題を回避する
ことができる。The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to the present invention does not require the use of BF + ions as implanted ions and does not require the implanted region to be made amorphous. Can be avoided.
【図1】本発明に従うPMOSトランジスタの製造工程
を示す工程図である。FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing process of a PMOS transistor according to the present invention.
【図2】本発明の製造工程に従った、ソース/ドレイン
領域の接合深さとイオン注入エネルギーとの関係を示す
シミュレーション結果である。FIG. 2 is a simulation result showing a relationship between a junction depth of a source / drain region and ion implantation energy according to a manufacturing process of the present invention.
【図3】本発明に従うLDD構造のPMOSトランジス
タの製造工程を示す工程図である。FIG. 3 is a process chart showing a manufacturing process of a PMOS transistor having an LDD structure according to the present invention.
【図4】B+イオン注入における注入エネルギーと注入時
間との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between implantation energy and implantation time in B + ion implantation.
10 シリコン基板 11 フィールド酸化膜 12 ゲート絶縁膜 13 ゲート電極 14 絶縁膜 15 不純物 16 領域 17 側壁スペーサ 19 ゲート絶縁膜 20 ソース/ドレイン領域 Reference Signs List 10 silicon substrate 11 field oxide film 12 gate insulating film 13 gate electrode 14 insulating film 15 impurity 16 region 17 side wall spacer 19 gate insulating film 20 source / drain region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 勉 茨城県稲敷郡美浦村木原2350 日本テキサ ス・インスツルメンツ株式会社内 Fターム(参考) 5F040 DA13 DC01 EC07 EF02 EK01 FA05 FA07 FA16 FA18 FB02 FB04 FC16 FC21 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tsutomu Kubota 2350 Kihara, Miura-mura, Inashiki-gun, Ibaraki Japan F-term (reference) in Texas Instruments Co., Ltd. 5F040 DA13 DC01 EC07 EF02 EK01 FA05 FA07 FA16 FA18 FB02 FB04 FC16 FC21
Claims (8)
を介してゲート電極を形成する工程と、 上記半導体基板上に絶縁層を形成する工程と、 上記絶縁層を介して上記半導体基板の所定の領域に不純
物を注入する工程と、 上記絶縁層をエッチングして上記ゲート電極の側壁に側
壁スペーサを形成する工程と、 熱処理により上記注入した不純物を拡散してソース及び
ドレイン領域を形成する工程と、を有する絶縁ゲート型
半導体装置の製造方法。A step of forming a gate electrode on an active region of the semiconductor substrate via a gate insulating film; a step of forming an insulating layer on the semiconductor substrate; Implanting impurities into the region, forming the sidewall spacers on the sidewalls of the gate electrode by etching the insulating layer, and forming source and drain regions by diffusing the implanted impurities by heat treatment. A method for manufacturing an insulated gate semiconductor device having:
トロームの範囲にある請求項1に記載の絶縁ゲート型半
導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating layer has a thickness in a range of 800 to 1800 angstroms.
項2に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。3. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 2, wherein said insulating layer is a silicon oxide film.
項2に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。4. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 2, wherein said insulating layer is a silicon nitride film.
ーが25keV以上である請求項2、3又は4に記載の絶縁
ゲート型半導体装置の製造方法。5. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 2, wherein the implantation energy for implanting the impurity is 25 keV or more.
が1×1018/cm3〜1×1020/cm3である請求項2、3、4又
は5に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。6. The insulated gate semiconductor device according to claim 2, wherein the impurity concentration of the region into which the impurity is implanted is 1 × 10 18 / cm 3 to 1 × 10 20 / cm 3 . Production method.
載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。7. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 6, wherein said impurity is boron.
低濃度のソース及びドレイン領域を形成するために上記
半導体基板の所定の領域に不純物を注入する工程を更に
有する請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法。8. After the step of forming the gate electrode,
8. The insulated gate semiconductor according to claim 1, further comprising a step of implanting impurities into predetermined regions of the semiconductor substrate to form low concentration source and drain regions. Device manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33426099A JP2001156289A (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Manufacturing method of insulated gate semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33426099A JP2001156289A (en) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | Manufacturing method of insulated gate semiconductor device |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=18275362
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Country | Link |
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JP (1) | JP2001156289A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6734070B1 (en) | 2003-03-17 | 2004-05-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device with field-effect transistors having shallow source and drain junctions |
JP2006295174A (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Hynix Semiconductor Inc | Method for forming source / drain regions of semiconductor device |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33426099A patent/JP2001156289A/en active Pending
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US6734070B1 (en) | 2003-03-17 | 2004-05-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device with field-effect transistors having shallow source and drain junctions |
JP2006295174A (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Hynix Semiconductor Inc | Method for forming source / drain regions of semiconductor device |
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